在能源轉型與數字革命深度融合的時代背景下，能源互聯網作為實現清潔低碳、安全高效現代能源體系的關鍵載體，其信息與通信理論及網絡技術的研究至關重要。中國電力科學研究院有限公司國網能源互聯網技術研究院的王繼業及其團隊，在此領域進行了深入而系統的探索，為構建新一代能源體系提供了重要的理論支撐與技術路徑。
一、 能源互聯網的信息物理融合新范式
傳統電力系統以電力流單向傳輸、集中式控制為主要特征。能源互聯網則旨在實現電、氣、熱、冷等多種能源的互聯互通、互補互濟，其核心是信息流與能量流的高度耦合與協同。王繼業團隊的研究指出，能源互聯網的信息系統不再是電力系統的輔助支撐，而是與其深度融合，形成信息物理系統（CPS）。這要求建立全新的信息建模、感知、傳輸與處理理論，以精確刻畫和動態調控海量分布式能源設備、柔性負荷、儲能單元等“產消者”的實時狀態與互動行為。其理論探索涵蓋了面向能源互聯網的統一信息模型、多時空尺度下的狀態估計與協同感知機制，以及信息不確定性對能量系統安全穩定影響的分析框架。
二、 核心通信理論與關鍵技術挑戰
能源互聯網的廣域互聯與實時調控對通信網絡提出了極高要求。研究聚焦于以下幾個關鍵理論問題：
- 異構網絡融合理論：能源互聯網通信網包含電力光纖專網、無線專網（如LTE-G、5G切片）、公網以及工控總線網絡，呈現異構融合特性。理論研究需解決異構網絡間的高可靠、低時延、海量連接的統一接入、無縫切換與資源協同調度問題。
- 業務驅動的網絡資源分配理論：能源互聯網業務多樣，從毫秒級保護控制、秒級精準負荷控制到分鐘級以上的市場交易與狀態監測，對通信的時延、可靠性、帶寬需求差異巨大。需要建立基于業務重要性、緊迫性及能量系統狀態的風險量化模型，實現網絡資源的動態、智能、差異化分配。
- 通信-計算-存儲一體化理論：為滿足邊緣智能決策與快速響應需求，需研究在網絡邊緣側（如變電站、臺區）實現通信能力、計算能力與存儲能力的協同部署與聯合優化理論，支持分布式能源的即插即用與本地自治。
- 安全可信通信體系：能源互聯網是關鍵信息基礎設施，面臨嚴峻的網絡安全威脅。理論研究包括面向能源工控場景的輕量化加密認證、內生安全通信協議、基于區塊鏈的可信交互機制，以及跨域跨網的安全態勢感知與協同防御理論。
三、 支撐性網絡技術的創新研究
在理論指引下，相應的網絡技術創新研究同步展開：
- 時間敏感網絡（TSN）與軟件定義網絡（SDN）的應用：探索TSN技術在變電站、微網內部實現確定性與高可靠傳輸的部署方案；利用SDN技術實現能源互聯網廣域通信網絡的集中控制與靈活編程，提升網絡整體管控效率和業務適配能力。
- 5G/6G與電力網絡的深度融合：深入研究5G網絡切片如何為不同能源業務提供虛擬專網服務，以及6G愿景中通感算一體化、智能超表面等技術在能源設備狀態廣域感知、精準控制方面的應用潛力。
- 空天地一體化通信網絡架構：針對偏遠地區新能源電站、輸電線路監測等場景，研究融合衛星通信、無人機空中基站、地面網絡的立體覆蓋方案，確保能源互聯網全域全時通信可達。
- 數字孿生網絡技術：構建與物理能源網絡同步映射、交互演進的數字孿生通信網絡，用于模擬推演、故障預演、策略優化與運維決策，提升網絡的預知預判和自愈能力。
四、 與展望
王繼業團隊的研究表明，能源互聯網的信息與通信理論正從傳統的支撐性角色，演變為驅動能源系統變革的核心使能技術。未來研究需進一步深化信息物理融合的建模深度，突破異構資源協同、確定性服務保障、內生安全等基礎理論，并推動邊緣智能、人工智能、區塊鏈等技術與通信網絡更緊密地結合，構建具有自適應、自組織、自愈能力的智慧能源通信神經系統。這不僅是技術演進的方向，更是構建新型電力系統、保障國家能源安全的戰略需求。中國電科院國網能源互聯網技術研究院在該領域的持續探索，將為全球能源互聯網的發展貢獻重要的中國智慧與中國方案。
